人们越来越期望污水处理厂能够减少其对气候的影响，但电力消耗仅仅反映了部分情况。生物处理、污泥处理和沼气处理都会释放气体，而这些气体的气候影响很容易被低估。如果没有代表性数据，运营商可能会投资于能源效率，却忽略了处理过程直接产生的排放。
修订后的欧盟城市污水处理指令要求主管当局或相关机构对处理人口当量达10,000人或以上的污水处理厂进行至少二氧化碳、一氧化二氮和甲烷的监测，并酌情采用分析、计算或建模方法。可靠的监测方案应将污水处理厂层面的核算与主要排放源的针对性测量相结合。
图片来源：ABC教育
该指令并未规定所有工厂必须立即安装相同的连续分析仪。因此，运营方需要制定相应的策略，明确重要的污染源，选择合适的测量方法，并记录年度结果的计算方法。
修订后的欧盟指令有哪些要求？
如果将这项新要求仅仅视为简单的仪器采购，则可能导致覆盖不全面。该法规涉及污水处理厂的总排放量，因此所选择的方法必须将测量或计算结果与年度清单联系起来。
根据（欧盟）2024/3019号指令第21条：
- 对于 10,000 人当量及以上的工厂，至少要覆盖 CO₂、N₂O 和 CH₄。
- 在适当情况下，可以使用分析、计算或建模。
- 预计欧盟委员会将在 2027 年 7 月 2 日前制定测量、估算和模拟排放量的方法。
- 预计各成员国将在 2030 年 12 月 31 日之前建立工厂级别的数据集，并按气体种类进行细分。
因此，工厂应该区分当前的技术准备和在国家实施下将适用的最终方法。
N₂O 和 CH₄ 的主要来源在哪里？
仅监测建筑物最终排放的废气可能会稀释重要的排放源，使其难以识别。此外，这还可能导致操作人员无法将排放物与造成排放的工艺条件联系起来。
典型的曝气池排放物与生物氮转化有关。N₂O 的生成会随溶解氧、亚硝酸盐积累、氨氮负荷、温度和曝气策略的变化而迅速变化。
潜在的甲烷来源包括：
- 收集系统和进水工程。
- 厌氧区。
- 污泥浓缩机和储罐。
- 消化器和沼气处理设备。
- 泄压装置和密封件。
- 脱水作业。
- 当液体进入充气或湍流阶段时，溶解的甲烷会释放出来。
每个信号源的重要性因工厂而异，因此在安装永久性仪器之前通常需要进行筛选调查。
工厂应该测量、计算还是模拟其排放量？
仅使用通用因素可能会掩盖特定站点的性能，而试图衡量所有可能的来源则会使程序成本高昂且难以维护。分层方法提供了一种更实际的平衡方案。
植物可以结合三种方法：
- 计算公式： 使用活动数据和公认的排放因子进行初步报告。
- 造型： 根据工艺变量、负荷和处理配置估算排放量。
- 直接测量： 测量重要或高度可变的排放源，以提高准确性并支持排放因子验证。
对于排放量大、不稳定或对运行变化敏感的情况，直接测量最为有效。对于排放量较小的排放源，如果假设条件有据可查并定期审查，则计算方法仍然适用。
气体测量应该在哪里进行？
在便利位置安装分析仪并不能保证获得具有代表性的结果。气体可能在敞开的储罐中扩散不均匀，流经多个通风系统，或者溶解在水中。
可能的监测点包括：
| 工艺区域 | 测量方法 |
|---|---|
| 曝气池 | 浮动式罩或可控废气收集 |
| 封闭式工艺罐 | 通风或工艺废气采样 |
| 消化器和沼气系统 | 工艺气体和通风监测 |
| 污泥处理 | 本地提取和污泥线排放评估 |
| 进水工程 | 对封闭空间进行定向筛查 |
| 最终场地边界 | 支持性核查而非单一来源量化 |
要通过废气测量得出排放率，通常需要将浓度数据与代表性的气体流量数据结合起来。如果溶解气体的贡献显著，可能还需要进行液体采样。
哪些气体分析技术适用？
单一的测量技术很少能涵盖工厂的所有工况。选择仪器时若不考虑湿度、量程和气体成分，可能会造成干扰或维护问题。
常见的选项包括：
- NDIR 分析： 适用于连续测量红外活性气体，例如 CH₄、CO₂，以及在适当配置下测量 N₂O。
- FTIR分析： 当需要同时测量多个红外活性成分时非常有用。
- 气相色谱法： 常用于实验室确认或详细成分分析。
- 流量测量： 当需要将浓度转换为质量排放率时，需要用到此方法。
- 液相法： 需要评估尚未存在于采样顶空中的溶解气体。
在 ESEGAS，我们可以根据所需的气体和范围配置基于 NDIR 或 FTIR 的测量，但分析仪必须仍然是设计合理的采样和流量测量系统的一部分。
运营商如何获取具有代表性的年度数据？
在稳定的天气和负荷条件下进行的短期试验可能无法反映全年的情况。废水排放量会随降雨量、季节性温度、工业废水流入量和工艺控制的变化而变化。
一份典型的程序应该记录：
- 进水流量和氮负荷。
- 溶解氧和曝气率。
- 氨、硝酸盐和亚硝酸盐浓度。
- 水和环境温度。
- 污泥龄和工艺配置。
- 沼气生产与利用。
- 维护、旁路和异常事件。
- 校准和分析仪状态。
测量应涵盖不同的负载、季节和运行模式。零点和量程检查、时间校准、湿度控制、泄漏测试和不确定性评估也应记录在案。
结果应该如何汇报？
仅报告最终的二氧化碳当量值难以核实究竟是哪个来源或假设导致了变化。逐个气体、逐个来源地进行分析则能提供更有力的证据。
工厂层面的温室气体清单应包含以下内容：
- 每种气体的直接排放量。
- 治疗阶段或来源。
- 无论结果是测量的、计算的还是建模的。
- 计算中使用的浓度和流量数据。
- 应用因素及其参考文献。
- 排除的来源及其理由。
- 数据缺失和替代规则。
- 测量不确定度。
修订后的指令明确规定，即使欧洲的具体方法仍在不断完善，污水处理厂也应立即开始准备工作。ESEGAS建议首先进行源头排查和有针对性的测量活动，然后利用测量结果建立透明的年度清单。这不仅能提供有用的运营洞察，还能为未来的报告要求奠定更坚实的基础。
